第67期--ACC通过生长素影响细胞的伸长

ACC引起的质外体碱化对拟南芥细胞伸长具有重要作用

上图：拟南芥根部不同部位的H+流速分布图； 下图：ACC通过影响Auxin的分布进而影响H+的流速的模型图。

 

植物细胞的扩展和伸长需要质外体的酸化。酸性生长理论认为质子作为最初的细胞壁松弛因子引起细胞的扩展，研究证明质外体的低pH增加了细胞壁中扩展素的活性，这可能打破H⁺结合的纤维素链和交联的多聚糖。质外体的pH由PM H⁺-ATPase引起的H⁺外流和H⁺结合转运体引起的H⁺内流决定。激素信号如生长素与环境因子通过PM H⁺-ATPase引起pH的改变影响细胞的生长。

2011年初，比利时的科学家Kris Vissenberg等人使用非损伤微测技术研究了拟南芥伸长区的两端：转变区和后分生区（距离根尖大约200-450µm）。前者伸长慢，后者伸长快，相邻的区域（450µm处到第一个根毛区域）伸长快速。研究发现转变区尖端部分表面的pH值最高，快速伸长区的基部最低。ACC处理抑制了细胞的快速伸长，伴随着质外体的碱化。壳梭孢菌素（FC，是一种PM H⁺-ATPase的激活剂）部分减少了质外体碱化抑制的细胞伸长，但是抑制剂DCCD（二环己基碳二亚胺）并不会减小最大细胞的长度。通过非损伤微测技术测定了生长素突变体的H⁺流速，最后认为，通过乙烯、生长素影响PM H⁺-ATPases活性是影响根部细胞最终伸长的一个机制。

这项研究证明了ACC通过影响特殊细胞的生长素含量来发挥作用，建立了调控模型，即ACC改变了生长素合成以及转运，导致生长素的增加，然后负调节H⁺-ATPase的活性，导致细胞伸长的改变。

 

关键词： PM H⁺-ATPase; 非损伤微测技术（MIFE）; ACC; 生长素(Auxin); H⁺流速；FC(壳梭孢菌素)

参考文献：Vissenberg K, et al. Plant Physiology. 2011, DOI:10.1104/pp.110.168476.

 

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